CSAMT静态效应校正方法研究
2015-12-13刘伟
刘伟
(东北煤田地质局物探测量队,辽宁沈阳 110101)
CSAMT静态效应校正方法研究
刘伟
(东北煤田地质局物探测量队,辽宁沈阳 110101)
可控源音频大地电磁法(CSAMT),多用于深部隐伏金属矿、油气构造勘查、地热资源勘查等。而地表局部电性的不均匀会在大地电磁测深过程中产生静态效应。为提高勘探数据的质量,本文从CSAMT方法和静态效应原理出发,建立空间滤波、中值滤波和EMAP滤波处理静态效应的模型,并对实际资料进行处理,结果表明合理选择滤波方法可以消除静态效应,提高信噪比。
CSAMT 静态效应 空间滤波 中值滤波 EMAP滤波
可控源音频大地电磁法(CSAMT)在寻找深部隐伏金属矿、油气构造勘查、地热资源勘查等方面取得了良好的应用效果。但是由于地表存在局部电性的不均匀，在勘探过程中会形成一种电荷积累的效应，从而造成视电阻率曲线发生上下移动，也就是常说的静态效应。本文通过建立CSAMT静态模型，选择不同的静态校正方法对数据进行静校正，以分析静态效应校正方法的适用性。
1 原理
1.1 CSAMT原理
CSAMT是基于电磁法理论和麦克斯韦方程组，在音频大地电磁法和大地电磁法基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法。Cagniard给出了CSAMT方法的卡尼亚视电阻率方程和趋肤深度公式：
1.2 静态效应原理
静态效应是大地电磁测深过程中，由于地表局部电性不均匀，产生电荷积累效应，从而使电场畸变，突出表现为频率—视电阻率曲线在双对数坐标中发生移动。静态效应的主要特点包括：(1)静态效应只影响电场数据，不影响磁场数据；(2)静态效应会使视电阻率曲线发生上下偏移，但不改变形态和相位。
1.3 静态效应校正方法原理
1.3.1 空间滤波法
图1 模型静态效应校正方法对比分析图
图2 东北某矿静态效应校正结果分析图
利用空间滤波法作静态效应校正的基本思路是认为地下电性异常体和地表局部电性不均匀体引起的视电阻率沿测线变化是不同的，因此采用低通滤波器作空间滤波，可抑制高频静态效应。
1.3.2 中值滤波法
中值滤波是在空间滤波法的基础上，采用中位法对滤波窗口内各测点的稳定频率进行排序，然后选择中位数作为测点数据的方法。
1.3.3 EMAP滤波法
电磁阵列剖面法(EMAP)是依靠密集数据，采用低通滤波方法消除浅部电性横向不均匀性和地形起伏造成的静态影响的处理方法。其实质仍然是低通滤波，但处理的数据既可以是波数域数据，也可以是空间域数据。
2 静态模型分析
以均匀半空间中低阻静态模型数据为例，设不均匀体宽50米，厚50米，顶部埋深分别为0米、50米、100米、150米和200米，大地电阻率为50Ω.m，静态低电阻率为10Ω.m，测深点38个，频率点14个。结合静态效应校正方法，给出静校结果，如图1。
比较分析空间滤波法、中值滤波法、EMAP滤波法的模型应用效果，从图1可知，空间滤波法能很好地抑制高频特性的静态效应，适用于任意电性结构，但参数选择不当会造成校正过量或校正不足；中值滤波法适用于地下陡立电性分界面，且不改变阶跃函数的空间位置和形态；EMAP滤波法可以自由选择滤波窗口，简化了数据处理方法，能有效地消除静态效应。
3 实际应用效果
东北某矿区CSAMT收发距为6Km，测点距为50m，测量电极距50m，测深频率为12～4096Hz，如图2(a)可以看出，存在静态效应，造成存在陡立断层或岩脉的假象。利用静态校正方法对静态效应进行校正，校正结果如图2(b)～2(d)。
从图2可知，通过滤波处理后，不存在陡立面假象异常，静态效应得到了压制和削弱，层状构造突显出来，低阻异常也得到了明显的突出。
4 结语
可控源音频大地电磁法在勘探过程产生的静态效应会给后期的资料处理解释带来严重的影响，为提高数据的质量，从空间滤波法、中值滤波法和EMAP滤波法的原理出发，通过模型和实际资料验证，分析静态效应校正方法的适用性和有效性，结果表明通过合理选择滤波方法可以消除静态效应，提高数据质量。
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